МАНИПУЛЯТОР У-5.02

МАНИПУЛЯТОР У-5.02

Манипулятор У-5.02 (рис. 15) является исполнительным устройством промышленного робота ”Универсал-5.02”. Основными узлами манипулятора являются [2] :

механизм ’’Рука” с захватным устройством, предназначенным для захватывания и удерживания деталей, заготовок, инструмента и т.п.;

механизм выдвижения, обеспечивающий перемещение ’’Руки” вдоль оси III-III;

механизм поворота, обеспечивающий вращение ’’Руки” в горизонтальной плоскости вокруг оси II-II;

механизм подъема, обеспечивающий перемещение ’’Руки” вдоль оси II;

механизм поворота платформы, обеспечивающий поворот механизма подъема и механизма ’’Рука” вокруг оси I-I;

пневмопанель, обеспечивающая распределение сжатого воздуха в соответствующие плоскости пневмоцилиндров механизма ”Рука”.

В состав механизма ’’Рука” входит механизм сгибания захватного устройства, позволяющий поворачивать это устройство вокруг оси сгиба, и механизм вращения захватного устройства, обеспечивающий его поворот вокруг оси III-III.

Таким образом, манипулятор имеет шесть степеней подвижности, из которых сгибание и поворот захватного устройства являются ориеншрующими. Программирование перемещений по этим степеням осуществляется с помощью жестких переналаживаемых упоров. Остальные четыре степени подвижности являются транспортными, программируемыми в пространстве.

Каждый из механизмов, определяющих ту или иную степень подвижности, управляется от системы программного управления.

Механизм ”Рука” является сборной конструкцией. Для захватывания предметов он снабжен специальным устройством — захватным устройством с губками, совершающими при за-жиме-разжиме плоскопараллельные перемещения. Губки перемещаются от пневмоцилиндра, закрепленного на рычагах. Зажим губок происходит при подаче сжатого воздуха в рабочую полость цилиндра, а разжим — после сброса давления в этой полости под действием пружин, находящихся в пневмоцилиндре.

Сгибание захватного устройства осуществляется за счет реечно-зубчатой передачи 27; ограничение угла поворота зубчатого колеса 26 регулируемыми упорами определяет угол сгибания.

Привод описанного механизма — пневматический. Его пневмоцилиндр 14 установлен на противоположном по отношению к захватному устройству ^онце руки робота. Усилие на рейку передается через шток, связанный с поршнем пневмоцилиндра 14 сгибания захватного устройства. Для обеспечения плавности работы пневмоцилиндра сгибания захватного устройства в его конструкции предусмотрено демпфирующее устройство 12. В поршне этого устройства имеется калиброванное отверстие, через которое при перемещении поршня масло перетекает из одной полости в другую.

Механизм вращения захватного устройства также работает от пневматического привода. Его пневмоцилиндр 13 имеет аналогичное устройству 12 демпфирующее устройство 15. При подаче сжатого воздуха в рабочую полость пневмоцилиндра вместе с поршнем будет перемещаться ползун 25, представляющий собой полый тонкостенный цилиндр, стенки которого имеют два сквозных паза типа двухзаходной резьбы с шагом 130 мм. В пазы входят два шарикоподшипника, сидящие на осях водила, шарнирно соединенного с кистью. При поступательном перемещении ползуна подшипники, закрепленные на водиле, копируя направления винтовых пазов ползуна, поворачивают водило и связанную с ним кисть, установленную в подшипниках. Ползун зафиксирован от проворота подшипником, установленным на оси, запрессованной в ползун. Подшипник упирается в кромки продольного паза, выполненного на стенке цилиндра, являющегося основанием руки. Угол вращения захватного устройства из среднего положения в любое крайнее можно регулировать, закладывая шарики в кольцевой канал круглого сечения, предусмотренный во фланце цилиндра и прилегающей к нему крышке.

На наружной поверхности цилиндра имеются обработанные вдоль оси шлифованные дорожки под роликовые опоры, на которых механизм ’’Рука” устанавливается внутри механизма выдвижения. Для зацепления с ведущим зубчатым колесом механизма выдвижения служит зубчатая рейка 77, закрепленная на цилиндре винтами и штифтами.

Механизм выдвижения представляет собой двухступенчатый редуктор с цилиндрическими зубчатыми передачами 76, 77, 22-24 и приводом от электродвигателя 21 (СЛ-569) постоянного тока, обеспечивающий перемещение захватного устройства в радиальном направлении.

Выборка зазоров в зубчатых зацеплениях механизма достигается конструкцией зубчатых колес, которые выполнены разрезными. Каждые две половинки колес соединены между собой пружинными кольцами. На выходном валу механизма закреплено разрезное зубчатое колесо 16, которое входит в зацепление с зубчатой рейкой 77, установленной на механизме ’’Рука”. Обратную связь привода механизма выдвижения с системой программного управления по скорости и положению осуществляют с помощью тахогенератора 20 через зубчатое колесо 18 и датчика положения, которым является многооборотный проволочный потенциометр 19 с линейной характеристикой. В качестве тахогенератора использован двигатель С Л-121 постоянного тока с независимым возбуждением. Внутри корпуса механизма установлены упорные подшипники, по которым перемещается механизм ’’Рука” манипулятора. Верхние подшипники за счет тарельчатых пружин прижимают механизм ’’Рука” к нижним подшипникам.

Механизм поворота предназначен для поворота механизма ”Рука” вокруг вертикальной оси II-II на угол 2,09 рад от среднего положения в обе стороны. Механизм поворота — это редуктор с цилиндрическими зубчатыми и червячными передачами. На корпусе механизма размещается двигатель постоянного тока 37 типа СЛ-569, который через муфту и цилиндрические колеса 33-35 редуктора передает вращение на однозаходный червяк 31, находящийся в зацеплении с разрезным червячным колесом 32. Регулировку бокового зазора в червячном зацеплении обеспечивают эксцентриком, с помощью которого верхняя половина червячного колеса проворачивается относительно нижней.

Обратная связь механизма поворота, а также остальных рассматриваемых ниже механизмов манипулятора по положению и скорости обеспечивается теми же средствами, что и в механизме выдвижения. Тахогенератор 36 (СЛ-121) установлен соосно с червяком и соединен с ним муфтой. Потенциометр 30 крепят на кронштейне к корпусу механизма. Вращение на вал потенциометра передается через зубчатую мелкомодульную передачу, одно из колес 28 которой закреплено на выходном валу механизма, а второе колесо 29 — непосредственно на валу потенциометра.

Механизм подъема монтируют на поворотной платформе 9 механизма поворота. Механизм подъема состоит из пантографа, платформы 10, скалки, двух параллельных направляющих, по которым на роликах перемещаются каретка и приводы подъема. Подвижная опора пантографа в его нижней части закреплена на каретке.

Пантограф перемещается вертикально. Он состоит из рам, шарнирно связанных между собой и с верхней платформой, к которой крепят механизм поворота руки и скалку, сопрягающуюся с коническими роликами. Положение роликов в каретке регулируется, что позволяв* добиться перемещения каретки по направляющим без толчков и заеданий. Привод подъема состоит из винтовой передачи 45, левой и правой опор, каретки, двух электродвигателей 38 и 42 постоянного тока с независимым возбуждением типа СЛ-661, тахогенератора 43, вращение на который передается с помощью передачи 41, и потенциометра 7.

Конструктивно винтовая передача представляет собой

корпус, устанавливаемый в каретке, две гайки 5 и винт с трапецеидальной резьбой. В левой и правой опорах размещены упорные подшипники винта. Правая опора — это понижающий редуктор с коническими и цилиндрическими зубчатыми передачами 39-41, 44, через которые передается вращение от электродвигателей на винтовую передачу 45. Для выборки бокового зазора в зацеплении цилиндрических колес зубчатое колесо выполнено из двух половин, разводимых пружинным кольцом. В левой опоре установлен потенциометр 7, вращение на который передается через зубчатую передачу 6 и 8. Для уравновешивания нагрузки в конструкции механизма подъема применены пружины растяжения, установленные в верхней части пантографа.

В нижней части манипулятора размещен механизм поворота платформы, выполненный в виде сборной конструкции. Верхняя подвижная платформа получает вращение от привода поворота, установленного на неподвижной нижней опоре. Привод поворота состоит из червячного редуктора 5, электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения 1 (CJI-664), тахогенератора 4, датчика положения 48. Выбор зазора в червячном зацеплении осуществляют аналогично описанному ранее способу.

Крутящий момент на подвижную платформу передается через цилиндрическую зубчатую передачу, одно из зубчатых колес 2 которой закреплено непосредственно на выходном валу червячного редуктора, второе 49 — на подвижной платформе. Соосно с червяком редуктора расположен тахогене-ратор (СЛ-121). На неподвижной опоре установлен кронштейн с амортизирующими резиновыми пластинами. Кронштейн является ограничителем поворота подвижной платформы. На специальном кронштейне, закрепленном на неподвижной опоре, установлен датчик положения (потенциометр). Валик потенциометра получает вращение через зубчатую передачу, состоящую из шестерни 47 и колеса 46.

На пневмопанели закреплены три воздухораспределителя и маслораспылитель. Подвод воздуха к пневмопанели осуществляют от системы подготовки воздуха. Воздухораспределители управляют распределением сжатого воздуха в соответствующие полости пневмоцилиндров захватного устройства механизма сгибания этого устройства и его вращения.

содержание .. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ..